含油污泥熱解處理與資源化利用研究

林月婕

摘 要：在油田的污水處理系統中，污泥處理是其中至關重要的技術環節。本文將對熱解、熱化學洗油、溶劑萃取等六種污泥資源化技術的利用率進行分析，在室內進行了熱解處理含油污泥的測試，數據顯示，以資源化利用為出發點的含油污泥熱解處理價值極高。

關鍵詞：含油污泥;資源化;熱解;油氣回收率;研究

0 引言

伴隨我國各項環保政策法規的健全和規范化，以及執行力的不斷加強，含油污泥的污染的有效控制以及再次利用資源，成為石油行業必須探索的課題。基于油田生產的時候不可避免地產生落地原油、廢白土、罐底泥、浮渣等諸多含石油類物質，其中還有可觀含量的黏土無機物和金屬，所以，金屬物質再生和油氣回收的利用價值很高，含油污泥處理后二次利用成為今后處置的最佳方式。

1 含油污泥資源化處理措施

通過研究對多種方式的研究實驗，對比后的分析結果顯示，熱化學洗油和溶劑萃取這兩種方法的處理，存留很多二次污染物，達不到最終處理含油污泥的效果，該方法應用有很大的局限性;相對工藝較成熟的是焦化處理與作油田調剖劑兩種方式，不存在二次污染物，可以達到最終處理的基本目標，但不能全面應用;最終熱解處理和焚燒利用熱值是最佳的處理效果，成為規模化處理的成果模式，應用價值和研究價值都很大。其中經濟效益最佳、最具市場競爭力的當屬熱解方式。

2 含油污泥熱解處理與資源化研究

為了取得含油污泥治理的最佳效果，權威的石油企業相關部門，立項開展了“含油污泥處理工藝技術”研究課題。熱解含油污泥的方法是含油污泥處理的重要技術之一，主要利用原油在不同溫度下發生裂解或縮合反應，產生液相油品、不凝氣和焦炭產品，從而分離污油泥中的原油。含油污泥的熱解處理不僅實現了資源二次利用的目標，而且還達到了無毒無害的“零排放”效果。

3 熱解反應的影響因素

3.1 溫度對熱解反應的影響

在200℃以下的溫度里，呈現很低的污泥產油率，都遠遠低于常溫狀態下的污泥產油率，這說明低溫不會發生熱解反應。相反，在超過200℃的溫度里，含油污泥的產油率會明顯提高，當溫度達到250℃時，含油污泥的產油率可達46%，溫度高于300℃時，含油污泥的產油率大于55%。

3.2 加熱速率對熱解反應的影響

在快速加熱的狀態下會明顯降低液相收率，但條件相同的狀態下轉化率的降低不是很明顯，這是源于緩慢加熱速率中，需要很長的時間方可以加熱到設定的反應溫度，這就會造成反應溫度低的狀態下也會延長反應的時間，因此，在快速的加熱速率下，反應轉化率和液相收率和反應轉化率也相應低;相反，如果加熱速率低下，上面的兩項指標相對高。

3.3 熱解反應與反應時間的關系

隨著反應時間的增加，反應轉化率和液相收率都會明顯增加。不過，當反應時間達到一定的數值，影響反應轉化率和液相收率程度就很弱。

4 污泥熱解回收油氣評價結果

4.1 殘渣含油量與熱解油氣水產生量

以在相當高的溫度里YTWS-1、YTJS-1、YTWS-2三種樣品所揮發的特征為參照，設定600度的試驗溫度，反應時間為三天。詳細的熱解室內試驗情況見表1。

經過實驗顯示，三種樣品的油氣產收率都很好，其中YTWS-1效果明顯具備34.1%的高產油率，顯示突出的熱解回收油價值;該樣品除了自身的水分外，還合成了一定的水分，基本實現了殘渣不含油的目標。

4.2 餾分組成分析

4.2.1 分析熱解氣組成狀態

在YTWS-1和YTWS-2處理污泥過程中，對熱解氣的組成進行數據分析見表2。

產生的數據顯示，不同的樣品來源，熱解氣的組成也不同。其中YTWS-1的C1～C4烴類組分高達89.20%，甲烷含量為41.13%;YTWS-2的烴類組分為52.46%，含量最低的是甲烷，含量較高的是二氧化碳和惰性氣體氮氣。

4.2.2 分析熱解油組成狀態

采用兩種手段進行分析熱解油的數據，即全烴氣相色譜分析法和簇組分棒薄層分析法。利用全烴氣相色譜分析法，顯示的狀況說明，熱解油的油品產收率特別高，同時也含有相當數量的瀝青質和非烴，但還需要進行精制處理。

5 污泥熱解殘渣利用價值初步評價

5.1 殘渣性能測試分析

以HG/T2569-94《活性白土》的行業標準為依據，結合化工的行業規范，處理油田的兩種污水，對一種飽和吸附量進行測定，該吸附量源于集輸沉罐干化污泥樣品熱解殘渣進行吸附瀝青。通過測定得出三種殘渣的不同吸附量，分別為33.1mg/g、34.2mg/g和38.5mg/g，相當于活性炭和活性白土活性白土飽和吸附量的77%～89%，對瀝青質吸附作用特別強，利用價值相當高。

5.2 分析測量熱解殘渣含碳量

具備較大的含碳量，黑色粉體狀。經過針對三種殘渣實施高溫灼燒脫碳，導致的損失率分別為6.2%、25.5%和 9.2%。這完全表明熱解殘渣的含碳量相當高，灼燒脫碳回收能源利用價值很高。

5.3 另外兩種殘渣元素果測試分析

利用再生處理法對YTWS-1樣品熱解殘渣實施酸溶初始解決后，對基于含油高和乳化高不容易處理的稠油污水有非常好的絮凝作用。初始定量測試數據顯示，當以500mg/L的加入量時，具備很明顯的絮凝沉降分離效果。沉降之后顯現透明清澈的水質，實現了10mg/L以下的懸浮固體含量以及油含量（產生相同的處理效果中，商業用途的聚鋁或聚鐵的加量分別為388mg/L和215mg/L）。結果顯示，對污泥殘渣實施熱解處理，具有相當高的再生利用價值，基本實現了污水處理污泥的“零排放”的標準。

6 結束語

由此可見，熱解含油污泥技術完全實現了含油污泥資源再利用，殘留物污染環境的程度相對小，但因為后續處理、熱解條件、污泥種類、來源等條件構成了對熱解殘渣組成及結構特征的影響，造成殘渣結構的巨大差異性，如果想真正發揮高熱解殘渣的綜合利用價值，在應用領域的開發中要符合殘渣組成和結構特征。

參考文獻：

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